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Elektrothermisch betätigter Periodenschalter Zur stufenlosen Regelung
der Leistung elektrischer Heiz- und Kochgeräte sind elektrothermisch betätigte Periodenschalter
bekanntgeworden, die vielfach auch als Leistungsregler bezeichnet werden. Die stufenlose
Regelung der elektrischen Leistung im Verbraucherkreis wird hierbei durch Änderung
des Verhältnisses der Einschaltzeit zur Gesamtschaltperiode bewirkt. Die Änderung
dieses Verhältnisses kann wiederum in bekannter Weise entweder elektrisch durch
Änderung der Beheizung des Impulsgebers, z. B. eines Bimetallstreifens, oder aber
mechanisch, durch Verändern der Lage des Impulsgebers zum Regelschalter (Momentschalter),
z. B. durch Drehen eines Einstellorgans, bewirkt werden. Bei einem bekannten Leistungsregler
ist der Impulsgeber, ein Bimetallstreifen, nebst den zugeordneten Reglerkontakten
in einem evakuierten Gefäß angeordnet. Bei diesem Regler wird die Änderung des Verhältnisses
der Einschaltzeit zur Gesamtschaltperiode elektrisch durch Heizungsänderung des
Impulsgebers durchgeführt.
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Beim Erfindungsgegenstand handelt es sich um einen Leistungsregler,
bei dem die Lage des Impulsgebers gegenüber dem Regelschalter mit Hilfe eines Einstellorgans
verändert wird. Da in einer Dauerlast- oder Vollaststufe - wie sie z. B.
zum schnellen Ankochen benötigt wird - eine Beheizung des Impulsgebers entbehrlich
ist, wird gemäß der Erfindung eine Dauerstromstellung vorgesehen, die nach Drehen
des Einstellorgans in die Stellung höchsten Energiedurchgangs unter elektrischer
Ausschaltung des Antriebsorgans (Impulsgeber)
herbeiführbar ist.
Dadurch, daß in der Vollaststellung nunmehr die Beheizung des Impulsgebers entfällt,
wird die Lebensdauer des Reglers erhöht. Gemäß der weiteren Erfindung wird außerdem
eine Erhöhung der Schaltleistung dadurch erzielt, daß im geregelten Lastkreis mindestens
zwei Kontaktstellen in Reihe geschaltet sind.
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Die Erfindung sei an Hand der Abb. i bis 4 erläutert.
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Abb. i ist ein Querschnitt, Abb. 2 ein Längsschnitt und Abb.
3 eine Draufsicht des Gerätes; Abb. 4 zeigt die Schaltung.
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i ist ein Bimetallstreifen, der beispielsweise als Antriebsorgan dient
und der durch eine punktiert gezeichnete Wicklung beheizt ist. Der Birnetallstreifen
ist zusammen mit einem Hebelarm 3 über eine Blattfeder 4 an einer Platte
5 befestigt, so daß er sich auf der linken Seite (Abb.:2) dieser Platte befindet
und sich bei Erwärmung nach der Platte zu verbiegt. Auf der Gegenseite der Platte
5, also rechts in Abb. 2, sind zwei feste Kontakte befestigt. Die Kontaktplättchen
6 sind auf ein federndes BlechstÜck 7 mit umgebogenen Rändern geschweißt,
das auf einen Blechstreifen 8 aufgeschoben ist und auf diesem durch einen
Eindruck gehalten wird. Die Gegenkontakte befinden sich ebenfalls auf einem federnden
Blechstreifen io, dessen Enden umgebogen sind, der seitlich auf Isolierstreifen
aufgeschoben ist und auf diesen durch Eindrücke in seiner Lage gehalten wird. Diese
aus den Teilen 9
bis i i bestehende Kontaktbrücke ist über eine Blattfeder
12 zusammen mit dem Ende der Feder 4 an der Platte 5 befestigt. Das Ende
der Blattfeder 1:2 ist umgebogen. In diesem Bogen spielt frei das Ende einer allgemein
bekannten Knickfeder 13, die bei 14 an einem Gewindestift gelagert ist. Die Gegenseite
der Knickfeder ist an dem angespitzten Ende eines federnden Streifens 15 gelagert.
Die mechanische Verbindung zwischen dem Antriebsorgani und dem Schaltmechanismus6,
7 und 1:2 bis 15 wird durch einen Stift 16 hergestellt. 17 ist eine in einem
Knebel 18 befestigte Gewindespindel, die gegen das Ende des Hebelarms
3 drückt. 19- und 2o sind Hilfskontakte, die durch einen Stift:2i
im Knebel 18 betätigt werden. 2:2 ist ein Hebel, der sich, um eine Schneide
23 dreht und der durch einen Knopf:24 am Knebel gegen den Stift 16 gedrückt
wird. :25 ist eine Anzeigelampe, die in Serie mit der Heizwicklung liegt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wird das Gerät mit den Klemmen
26, 27 an Spannung gelegt, so fließt über die Hauptkontakte 6, 9 ein
Strom durch das an die Klemmen 2-6, :28 angeschlossene Heizgerät, ein Zweigstrom
über die Hilfskontakte ig, 2o, die Anzeigelampe 25 und die Heizwicklung 2
des Bimetallstreifens i. Der sich erwärmende Bimetallstreifen biegt sich in Pfeilrichtung
aus und drückt durch den Stift 16 auf den Federstreifen 15, bis die Mittellage des
Knicksystems 13, 15 überschritten tan die Öffnung ist; in diesem der beiden Augenblick
Hauptkontakte. erfolgt niomen- Damit wird neben dem angeschlossenen Heiz- und Kochgerät
auch die Heizwicklung des Bimetallstreifens abgeschaltet, dieser kühlt ab, biegt
sich zurück und, wenn das Knicksystem wieder die Nullage überschritten. hat, schnappt
dasselbe zurück, wobei sich die Kontakte wieder schließen. Das Spiel beginnt von
neuem.
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Das Verhältnis von Einschaltzeit zu Gesamtschaltperiode,
d. h. die durchschnittliche Leistungsaufnahme des angeschlossenen Heiz- und
Kochgerätes, wird stufenlos eingestellt durch Verdrehung der Gewindespindel 17,
die auf das Ende des Hebels 3 drückt und durch Verbiegen der Feder 4 den
Birnetallstreifen verlagert, so daß dessen Ende bei Erwärmung ein größeres oder
kleineres Stück Weges zurücklegen muß, ehe es auf den Stift 16 drücken kann.
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In der Nähe der Endstellung des Knebels 18, die dem höchsten Energiedurchgang
entspricht, stößt ein am Knebel angebrachter Stift 21 gegen einen an der Feder des
Hilfskontaktes 2,o isoliert angebracht-en Lappen 2,9, wodurch die Hilfskontakte
geöffnet werden, der Steuerstrom unterbrochen wird und die Hauptkontakte dauernd
geschlossen bleiben.
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In der Nähe der Endstelluirg des Knebels 16, die dem niedrigsten Energiedurchgang
entspricht, gleitet der am Knebel angebrachte Knopf 24 auf das Ende des Hebels 22
und drückt diesen so weit herunter, daß das Knicksystem über seine Mittellänge hinausspringt,
wodurch die Hauptkontakte dauernd geöffnet bleiben. Es ist auf diese Art möglich,
das angeschlossene Gerät von Null bis zur vollen Leistung zu regeln, Da es zweckmäßig
ist, die jeweilige Arbeitsstellung kenntlich zu machen, ist eine Anzeigelampe vorgesehen,
die erfindungsgemäß in den Steuerstrom geschaltet ist, wodurch eine normale Kleinspannungslampe
verwendet werden kann.
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Das Gerät erreicht, vor allem wenn es in der Industrie im Dauerbetrieb
verwendet wird, schon nach kurzer Zeit sehr hohe Schaltzahlen. Wenn es auch der
Erfindung gemäß mühelos ist, die Kontakte auszuwechseln, so ist trotzdem eine hohe
Lebensdauer der Kontakte notwendig, die weit über die Anforderungen, die an andere
Schalter gestellt werden, hinausgeht. Versuche haben ergeben, daß die Kontakte sich
sehr wenig abnutzen, wenn ihre Oberfläche so gewölbt ist, daß dieselben an keiner
Stelle einen größeren Abstand voneinander haben als etwa 0,4mm.
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Die Verwendung eines Bimetallstreifens als Antriebs- und eines Knickmechanismus
als Schaltorgan ist nur beispielsweise beschrieben und gezeichnet. Die Erfindung
umfaßt vielmehr auch andere thermische Antriebsorgane, z. B. Ausdehnungsrohre, Ausdehnungsstäbe
oder Ausdehnungsdrähte. Letztere würden dann vorzuziehen sein, wenn Schalten in
sehr rascher Folge nötig ist.
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Statt des Knickmechanismus kann auch ein Magnet- oder ein Rastensystem
Verwendung finden. Die Einzelteile: Thermisches Antriebsorgan, Mechanismus für die
Momentschaltung und Doppelkontakte sind bereits bekannt. Geschützt
werden
soll die bisher nicht bekannte Kombination dieser Teile für einen derartigen Periodenschalter.